KR102214301B1 - 가스 교환 밸브 배열체 - Google Patents

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Abstract

피스톤 엔진용 가스 교환 밸브 배열체는 가스 교환 밸브 (1) 와, 상기 가스 교환 밸브 (1) 를 폐쇄하기 위하여 상기 가스 교환 밸브 (1) 에 힘을 가하는 스프링 (4) 을 포함한다. 상기 가스 교환 밸브 배열체는 유압 유체 챔버 (12), 상기 가스 교환 밸브 (1) 에 부착되고, 그리고 상기 유압 유체 챔버 (12) 를 한정하고 상기 가스 교환 밸브 (1) 의 개방 방향을 향하는 피스톤 표면 (5A, 26A) 이 제공된 잠금 피스톤 (1C, 26), 상기 유압 유체 챔버 (12) 내로 유압 유체를 도입하기 위한 수단 (14), 및 상기 가스 교환 밸브 (1) 가 폐쇄될 때 상기 유압 유체 챔버 (12) 로부터의 유출을 방지하기 위한 수단 (17, 30) 을 추가로 포함한다.

Description

가스 교환 밸브 배열체{GAS EXCHANGE VALVE ARRANGEMENT}
본 발명은 청구항 제 1 항의 전제부에 따른 피스톤 엔진용 가스 교환 밸브 배열체에 관한 것이다.
현대의 압축 점화 내연 엔진들에서는 보다 나은 연료 효율을 달성하기 위하여 매우 높은 충진 압력들 (charge pressures) 이 사용된다. 높은 충진 압력들은 밀러 타이밍 (Miller timing) 이 동반되는 것이 유리하고, 여기서 흡기 밸브들은 흡기 행정 동안 하사점 전에 완전히 폐쇄된다. 밀러 타이밍은 연소 동안 실린더 온도를 감소시키고, 그리고 더 낮은 NOx 배출들을 달성하는데 도움이 된다. 피스톤이 여전히 하향으로 이동되고 있으면 모든 가스 교환 밸브들은 폐쇄되기 때문에, 흡기 단계의 종료시의 실린더 압력은 공기 흡기 덕트의 압력 보다 현저히 더 낮아지게 된다. 흡기 밸브들에 대한 큰 압력차들이 갖는 문제점은 표준 밸브 스프링들이 더 작은 압력 차들에 대하여 설계되었고, 그리고 흡기 밸브들이 개방되려는 경향이 있다는 것이다. 배기 밸브들도 유사한 문제점에 직면하게 된다. 높은 충진 압력이 또한 배기 매니폴드에서 압력을 증가시키기 때문에, 흡입 행정의 종료시 및 압축 행정의 개시시 배기 밸브들을 폐쇄된 채로 유지하는데 더 큰 힘이 필요하다. 이런 문제점을 해결하기 위한 확실한 해결책은 당연히 더 강성인 밸브 스프링들을 사용하는 것이다. 하지만, 이것은 종종 실린더 헤드에 대한 상당한 변형들 없이는 불가능하다. 많은 경우들에서, 실린더 헤드가 가스 교환 밸브들에 대한 큰 압력차들을 견디는데 필요한 더 큰 스프링들을 수용할 수 있도록 실린더 헤드를 재설계하는 것은 매우 어렵거나 심지어 불가능하다.
밸브 스프링들이 지탱하는데 필요한 힘을 감소시키기 위한 하나의 옵션은 종래의 기계식 스프링들을 보조하도록 에어 스프링들을 사용하는데 있다.
특허 공보 US 6745738 B1 은 가스 교환 밸브를 바이어싱하기 위하여 가압 가스를 사용하는 밸브 스프링 디바이스를 개시하고 있다. 상기 디바이스는 가압 가스가 연통될 수 있는 챔버를 구비한 다이나믹 하우징 (dynamic housing) 을 포함하여 상기 다이나믹 하우징은 부착된 밸브를 이동시키는 스태틱 하우징 (static housing) 으로부터 이격되어 이동된다. 상기 디바이스는 다이나믹 챔버 내부로, 그리고 상기 다이나믹 챔버 외부로의 가압 가스의 유동을 제어하기 위하여 제어 수단 및 별개의 압력원을 사용한다.
특허 공보 US 5988124 A 는 공압식 재설정 스프링들을 구비한 전자기 작동식 실린더 밸브를 개시하고 있다. 상기 밸브는 전자기 액츄에이터들에 의해서 개방 및 폐쇄된다. 배열체는 또한 가스 스프링들이 감압 상태에 있을 때 밸브를 폐쇄하기 위한 기계식 스프링을 포함한다.
특허 출원 GB 2326444 A 는 다른 전자-공압 작동식 가스 교환 밸브를 개시하고 있다. 이 시스템은 또한 전자-공압 수단이 작동되지 않을 때 밸브를 폐쇄하기 위한 기계식 스프링을 사용할 수 있다. 가스 스프링들의 압력을 조절하기 위한 별개의 압축기 및 제어 수단이 필요하다.
에어 스프링들의 단점은 매우 큰 에어 스프링들 및/또는 매우 높은 압력들을 사용하지 않으면서 제한된 폐쇄력만이 달성될 수 있다는 것이다. 따라서, 밸브 스프링들의 사이즈는 실제로 어느 정도까지만 감소될 수 있다. 또한, 가압 공기의 소스는 에어 스프링들을 작동하는데 필요하다.
본 발명의 목적은 피스톤 엔진용 개선된 가스 교환 밸브 배열체를 제공하는데 있다. 본 발명에 따른 가스 교환 밸브 배열체의 특징적인 특징들은 청구항 제 1 항의 특징부에 제공된다.
본 발명에 따른 배열체는 가스 교환 밸브와, 상기 가스 교환 밸브를 폐쇄하기 위하여 상기 가스 교환 밸브에 힘을 가하는 헬리컬 스프링 또는 공압식 스프링과 같은 스프링을 포함한다. 상기 배열체는 유압 유체 챔버, 상기 가스 교환 밸브에 부착되고, 그리고 상기 유압 유체 챔버를 한정하고 상기 가스 교환 밸브의 개방 방향을 향하는 피스톤 표면이 제공된 잠금 피스톤, 상기 유압 유체 챔버 내로 유압 유체를 도입하기 위한 수단, 및 상기 가스 교환 밸브가 폐쇄될 때 상기 유압 유체 챔버로부터의 유출을 방지하기 위한 수단을 추가로 포함한다.
본 발명에 따른 상기 배열체에 의하면, 더 작은 밸브 스프링들은 가스 교환 밸브들이 상기 가스 교환 밸브들에 대한 압력차들로 인해 개방될 위험이 없이 사용될 수 있다. 덜 강성인 스프링들이 사용될 수 있기 때문에, 밸브 개방 시스템의 에너지 손실들은 감소된다. 특히 전자-유압식 밸브 시스템들에서, 에너지 소비는 현저하게 감소될 수 있다. 유압 유체가 유압 유체 챔버 내에 포획되기 때문에, 유압 유체의 압력은 높아질 필요가 없다. 결과적으로, 예를 들면, 엔진의 윤활유는 유압 유체로서 사용될 수 있다.
잠금 피스톤은, 예를 들면, 가스 교환 밸브의 밸브 스템 주위에 배열될 수 있거나, 또는 상기 밸브 스템의 단부에 연결될 수 있다. 잠금 피스톤은 별개의 부분일 수 있거나, 또는 피동 피스톤에 일체될 수 있고, 상기 피동 피스톤은 상기 가스 교환 밸브를 유압식으로 개방하기 위하여 상기 가스 교환 밸브에 부착된다.
유압 유체 챔버로부터의 유출을 방지하기 위한 수단은 잠금 밸브를 포함하고, 상기 잠금 밸브는 유압 유체 챔버에 연결된 유압 덕트에서의 유동을 선택적으로 방지하고 허용하도록 배열된다. 잠금 밸브는 전기식으로, 공압식으로 또는 유압식으로 제어될 수 있다.
잠금 밸브가, 예를 들면, 유압 덕트에서의 유체를 압축함으로써 폐쇄 위치를 향하여 이동될 때, 잠금 밸브는 유압 유체 챔버에서의 압력을 증가시키도록 구성될 수 있다. 이 배열체에 의해서, 가스 교환 밸브들은 유압 유체의 초기 압력이 매우 낮은 경우에서 조차 밀착 폐쇄된 채로 유지되는 것이 보장된다.
유압 제어식 잠금 밸브의 제어를 조정하기 (arranging) 위한 많은 상이한 가능성들이 존재한다.
본 발명의 실시형태들은 이하에서 첨부 도면들을 참고로 하여 보다 상세하게 설명된다.
도 1 은 가스 교환 밸브들이 폐쇄 위치로 잠금될 때 본 발명의 실시형태에 따른 가스 교환 밸브 배열체를 도시하고,
도 2 는 가스 교환 밸브들이 잠금되지 않을 때 도 1 의 배열체를 도시하고,
도 3 은 본 발명의 제 2 실시형태에 따른 가스 교환 밸브 배열체를 도시하고,
도 4 는 본 발명의 제 3 실시형태에 따른 가스 교환 밸브 배열체를 도시하고,
도 5 는 본 발명의 제 4 실시형태에 따른 가스 교환 밸브 배열체를 도시하고,
도 6 은 본 발명의 제 5 실시형태에 따른 가스 교환 밸브 배열체를 도시하고,
도 7 은 본 발명의 제 6 실시형태에 따른 가스 교환 밸브 배열체를 도시하고,
도 8 은 본 발명의 제 7 실시형태에 따른 가스 교환 밸브 배열체를 도시하고, 그리고
도 9 는 본 발명의 제 8 실시형태에 따른 가스 교환 밸브 배열체를 도시한다.
도 1 및 도 2 에서는 본 발명의 실시형태에 따른 가스 교환 밸브 배열체 및 대형 내연 엔진의 실린더 헤드 (9) 의 일부의 개략 단면도가 도시된다. 이 엔진은, 예를 들면, 선박의 주 엔진 또는 보조 엔진 또는 발전소 엔진일 수 있다. 이 엔진은 높은 흡기 공기 압력을 달성하기 위하여 과급된다. 예를 들면, 연속적으로 연결된 2개의 터보 차저들이 사용될 수 있고, 터보 차저들의 각각은 터빈 및 압축기를 포함한다. 엔진은 복수의 실린더들을 포함하는 것이 바람직하고, 그리고 실린더들의 각각은 그 자체의 실린더 헤드 (9) 가 제공된다. 실린더들은, 예를 들면, 일직선으로 또는 V자 구성으로 배열될 수 있다. 흡기 덕트 (10) 는 실린더 내로 가압 과급 공기를 도입하기 위하여 실린더 헤드 (9) 에 배열된다. 배기 덕트 (미도시) 는 실린더로부터 외부로 배기 가스를 안내하기 위하여 실린더 헤드 (9) 에 배열된다. 흡기 덕트 (10) 및 배기 덕트는 실린더 헤드 (9) 외부로 연속적이고, 그리고 터보차저들의 압축기들 및 터빈들 각각에 연결된다. 실린더 헤드 (9) 는 흡기 덕트 (10) 와 실린더 사이에서 유체 연통을 개방 및 폐쇄하기 위한 흡기 밸브들 (1) 과, 배기 덕트와 실린더 사이에서 유체 연통을 개방 및 폐쇄하기 위한 배기 밸브들이 제공된다. 흡기 밸브들 (1) 과 배기 밸브들은 함께 가스 교환 밸브들로 지칭될 수 있다. 엔진의 각각의 실린더는 2개의 흡기 밸브들 (1) 과 2개의 배기 밸브들이 제공되는 것이 바람직하다. 물론, 가스 교환 밸브들의 수는 또한 상이할 수 있다. 본 발명의 실시형태들이 이하에서 흡기 밸브들 (1) 을 참고로 하여 설명되지만, 본 발명은 또한 배기 밸브들에 적용가능하다.
흡기 밸브 (1) 는 밸브 헤드 (2) 및 밸브 스템 (3) 을 포함한다. 밸브 스템 (3) 은 밸브 헤드 (2) 에 일체되고, 그리고 실린더로부터 이격되어 연장된다. 밸브 스템 (3) 은 실린더와 흡기 덕트 (10) 사이에서 유체 연통을 개방 및 폐쇄하기 위하여 왕복 방식으로 흡기 밸브 (1) 를 이동시키는데 필요하다. 흡기 밸브 (1) 가 폐쇄되면, 밸브 헤드 (2) 는 실린더 헤드 (9) 에 배열된 밸브 시트 (16) 와 기밀 연결을 형성한다. 실린더 헤드 (9) 는 반경 방향으로 흡기 밸브 (1) 를 지지하기 위하여 밸브 가이드 (8) 가 제공된다. 밸브 가이드 (8) 는 원통형 부분이고, 그 내부에서 밸브 스템 (3) 은 왕복 운동할 수 있다. 밸브 가이드 (8) 는 예를 들면 수축 끼워 맞춤으로 실린더 헤드 (9) 에 부착된 별개의 부분이다. 밸브 가이드 (8) 는 돌출부 (8A) 가 제공되고, 상기 돌출부는 축선 방향으로 실린더 헤드 (9) 에 대하여 밸브 가이드 (8) 를 지지한다. 밸브 가이드 (8) 가 별개의 부분이기 때문에, 상기 밸브 가이드는 실린더 헤드 (9) 와 상이한 재료로 제조될 수 있다. 이것은 밸브 가이드 (8) 의 내마모성 및 내마찰성이 흡기 밸브 (1) 의 왕복 운동을 수용하기에 적합하도록 밸브 가이드 (8) 의 재료가 선택되어 지도록 한다. 흡기 밸브 (1) 는 실린더로부터 이격되는 방향으로 힘을 발생시키는 밸브 스프링 (4) 이 제공된다. 이 힘은 흡기 밸브 (1) 를 폐쇄하고 이 흡기 밸브를 폐쇄된 채로 유지하는 경향이 있다. 밸브 스프링 (4) 은 밸브 스템 (3) 주위로 배열된다. 상기 도면들의 실시형태에서, 밸브 스프링 (4) 은 헬리컬 스프링이다. 밸브 스프링 (4) 은, 예를 들면, 스틸 스프링일 수 있다.
도 1 및 도 2 의 실시형태에서, 흡기 밸브들 (1) 은 전자-유압 작동식이다. 흡기 밸브들 (1) 을 작동시키기 위하여, 엔진은 엔진의 각각의 실린더의 흡기 밸브들 (1) 을 위한 유압 액츄에이터 (35) 를 포함한다. 유압 액츄에이터 (35) 는 가압 챔버 (9) 를 포함하고, 상기 가압 챔버 내에는 구동 피스톤 (7) 이 배열된다. 구동 피스톤 (7) 은 가압 챔버 (9) 를 적어도 하나의 입력부 (9A) 와, 적어도 하나의 출력부 (9B, 9B') 로 나눈다. 도 1 의 실시형태에서, 가압 챔버 (9) 는 하나의 입력부 (9A) 와, 제 1 출력부 (9B) 및 제 2 출력부 (9B') 로 나눠진다. 구동 피스톤 (7) 은 가압 챔버 (9) 내에서 왕복 운동할 수 있다. 압력 매체가 가압 챔버 (9) 의 입력부 (9A) 내로 도입되면, 구동 피스톤 (7) 은 가압 챔버 (9) 의 출력측 (9B, 9B') 에 유압 유체를 가압한다. 복귀 스프링 (18) 은 가압 챔버 (9) 의 입력부 (9A) 를 향하여 구동 피스톤 (7) 을 푸싱하기 위하여 가압 챔버 (9) 에 배열된다. 하지만, 구동 피스톤 (7) 의 복귀 행정은 또한 가압 챔버 (9) 의 출력부 (9B, 9B') 내로 유압 유체를 도입함으로써 실행될 수 있다. 유압 액츄에이터 (35) 는 유압 펌프와 같은 압력원과 가압 챔버 (9) 의 입력부 (9A) 사이의 유동 연통을 개방 및 폐쇄하기 위한 유압 밸브 (11) 를 포함한다. 유압 밸브 (11) 는 또한 가압 챔버 (9) 의 입력부 (9A) 로부터 유출을 선택적으로 방지하고 허용한다. 유압 밸브 (11) 는 압력원과 가압 챔버 (9) 의 입력부 (9A) 사이에 배열된다. 유압 밸브 (11) 의 제 1 위치에서, 도 2 에 도시된 바와 같이, 유입 덕트 (15) 로부터 가압 챔버 (9) 의 입력부 (9A) 로의 유동은 허용되고, 그리고 입력부 (9A) 로부터 유출 덕트 (21) 로의 유동은 방지된다. 유압 밸브 (11) 의 제 2 위치에서, 도 1 에 도시된 바와 같이, 유입 덕트 (15) 로부터 가압 챔버 (9) 의 입력부 (9A) 로의 유동은 방지되고, 그리고 입력부 (9A) 로부터 유출 덕트 (21) 로의 유동은 허용된다. 따라서, 동일한 유압 밸브 (11) 가 흡기 밸브들 (1) 둘 다의 밸브 개방 및 폐쇄 시간을 제어하는데 사용된다. 유압 액츄에이터 (35) 는 가압 챔버 (9) 의 출력부들 (9B, 9B') 로부터 흡기 밸브들 (1) 로 유압 유체를 공급하기 위한 유체 출구들 (9D, 9D') 을 추가로 포함한다.
피동 피스톤 (1C) 은 각각의 흡기 밸브 (1) 의 밸브 스템 (3) 과 기계식 연결로 배열된다. 따라서, 흡기 밸브 (1) 는 피동 피스톤 (1C) 과 함께 이동된다. 피동 피스톤 (1C) 은 가압 챔버 (9) 의 출력부 (9B, 9B') 와 유체 연통되는 수용 챔버 (5) 내에 배열된다. 가압 챔버 (9) 의 제 1 출력부 (9B) 는 제 1 연결 덕트 (6) 에 의해서 제 1 흡기 밸브 (1) 의 수용 챔버 (5) 에 연결되고, 그리고 가압 챔버 (9) 의 제 2 출력부 (9B') 는 제 2 연결 덕트 (6') 에 의해서 제 2 흡기 밸브 (1) 의 수용 챔버 (5) 에 연결된다. 유압 액츄에이터 (35) 는 흡기 밸브들 (1) 의 각각의 흡기 밸브를 위한 자체의 출력부 (9B, 9B') 가 제공되기 때문에, 가압된 유압 유체는 흡기 밸브들 (1) 둘 다에 동시에 공급된다.
유압 유체가 가압 챔버 (9) 의 입력부 (9A) 내로 도입되면, 구동 피스톤 (7) 은 가압 챔버 (9) 의 출력부들 (9B, 9B') 에서 이동하고 유압 유체를 가압한다. 가압 챔버 (9) 의 출력부들 (9B, 9B') 로부터, 유압 유체는 수용 챔버들 (5) 내로 유동하고, 그리고 흡기 밸브들 (1) 은 개방된다. 유압 유체가 가압 챔버 (9) 의 입력부 (9A) 로부터 방출되면, 구동 피스톤 (7) 은 복귀 스프링 (18) 에 의해서 후방으로 이동될 수 있다. 따라서, 유압 유체는 수용 챔버들 (5) 로부터 가압 챔버 (9) 의 출력부들 (9B, 9B') 내로 다시 유동할 수 있고, 그리고 흡기 밸브들 (1) 은 밸브 스프링들 (4) 에 의해서 폐쇄될 수 있다.
구동 피스톤 (7) 의 출력부 단부는 중실의 원통형 부분 (7B) 으로 형성되고, 그리고 구동 피스톤 (7) 의 입력부 단부는 중공의 원통형 부분 (7A) 으로 형성된다. 중실 실린더 (7A) 의 입력부 단부는 유압 유체의 압력이 적용되는 표면을 형성한다. 유압 유체는 중공 실린더 (7A) 의 슬리브를 통하여 가압 챔버 (9) 의 입력부 (9A) 내로 도입된다. 따라서, 슬리브는 적어도 하나의 개구부가 제공되고, 이 개구부는 홈 (13A) 및 드릴 가공부 (13B) 를 포함한다. 도 1 의 실시형태에서, 2개의 드릴 가공부들 (13B) 은 홈 (13A) 과 연결된다. 중공 실린더 (7A) 의 외주 전체 주위로 배열된 홈 (13A) 때문에, 구동 피스톤 (7) 의 임의의 각 위치에서 드릴 가공부들 (13B) 을 통한 유동이 허용된다.
흡기 밸브들 (1) 에 대한 큰 압력차가 있는 경우에서 조차 흡기 밸브들 (1) 의 의도치 않은 개방을 방지하기 위하여, 본 발명에 따른 가스 교환 밸브 배열체는 각각의 흡기 밸브 (1) 를 위한 잠금 피스톤이 제공된다. 잠금 피스톤은 흡기 밸브 (1) 에 고정되고, 따라서 흡기 밸브 (1) 와 함께 이동된다. 도 1 및 도 2 의 실시형태에서, 흡기 밸브 (1) 를 개방하는데 사용되는 피동 피스톤 (1C) 은 잠금 피스톤으로서 또한 작동한다. 잠금 피스톤 (1C) 은 흡기 밸브 (1) 와 기계식 연결로 되어 있다. 도 1 및 도 2 의 실시형태에서, 잠금 피스톤 (1C) 은 밸브 스템 (3) 의 단부에 배열된다. 잠금 피스톤 (1C) 은 유압 유체 챔버 (12) 에 배열되고, 그리고 상기 잠금 피스톤은 유압 유체 챔버 (12) 를 한정하는 피스톤 표면 (5A) 이 제공된다. 피스톤 표면 (5A) 은 흡기 밸브들 (1) 의 개방 방향, 즉 엔진의 실린더를 향한다. 가스 교환 밸브 배열체는 유압 덕트 (14) 를 포함하고, 상기 유압 덕트는 유압 유체 챔버 (12) 내로 유압 유체를 도입하기 위한 수단으로서 작동한다. 유압 유체는 액체이다. 유압 덕트 (14) 를 통하여, 유압 유체는 또한 유압 유체 챔버 (12) 로부터 배출될 수 있다. 배열체는 또한 유압 유체 챔버 (12) 내로 유압 유체를 도입하기 위한, 그리고 유압 유체 챔버 (12) 로부터 유체를 배출하기 위한 별개의 덕트들이 제공될 수 있다. 가스 교환 밸브 배열체는 흡기 밸브 (1) 가 폐쇄될 때 유압 유체 챔버 (12) 로부터 유출을 방지하기 위한 수단을 추가로 포함한다. 유압 유체 챔버 (12) 로부터 유출을 방지함으로써, 잠금 피스톤 (1C) 의 운동은 방지된다. 잠금 피스톤 (1C) 이 흡기 밸브 (1) 에 부착되기 때문에, 흡기 밸브 (1) 의 개방이 또한 방지된다. 잠금 피스톤 (1C) 은 유압 유체 챔버 (12) 에서 유압 유체를 포획함으로써 이동이 방지되기 때문에, 흡기 밸브 (1) 의 개방을 방지하기 위하여 고압이 필요하지 않다. 따라서, 예를 들면, 엔진의 윤활유는 유압 유체로서 사용될 수 있다. 압력은 2 내지 5 bar 의 범위에 있을 수 있다.
도 1 및 도 2 의 실시형태에서, 유압 유체 챔버 (12) 로부터 유출을 방지하기 위한 수단은 잠금 밸브 (17) 를 포함한다. 잠금 밸브 (17) 는 유압 덕트 (14) 에 배열된다. 도 1 은 제 1 위치의 잠금 밸브 (17) 를 도시하고, 이 위치에서 유압 덕트 (14) 에서의 유동은 방지된다. 도 2 에서 잠금 밸브 (17) 는 제 2 위치에 있고, 이 위치에서 유압 덕트 (14) 에서의 유동은 허용된다. 잠금 밸브 (17) 는 가동 스핀들 (19) 을 포함하고, 상기 가동 스핀들은 유압 유체 챔버 (12) 내부로, 그리고 상기 유압 유체 챔버 (12) 외부로의 유체 연통을 개방 및 폐쇄한다. 스프링 (18) 은 잠금 밸브 (17) 의 개방 위치를 향하여 스핀들 (19) 을 푸싱하도록 배열된다. 잠금 밸브 (17) 의 개방 및 폐쇄는 유압 액츄에이터 (35) 의 구동 피스톤 (7) 에 의해서 제어된다. 구동 피스톤 (7) 의 중공 실린더 (7A) 의 외부 표면은 제어 홈 (20) 이 제공된다. 구동 피스톤 (7) 이 가압 챔버 (9) 의 입력부 단부에 있으면, 제어 홈 (20) 은 유입 덕트 (22) 를 통하여 압력 매체 소스에 연결된다. 도 1 및 도 2 의 실시형태에서, 제어 홈 (20) 은 유압 밸브 (11) 로부터 상류의 유압 액츄에이터 (35) 의 유입 덕트 (15) 에 연결된다. 제어 홈 (20) 은 잠금 밸브 (17) 의 제어 덕트 (24) 에 유입 덕트 (22) 를 연결한다. 유압 유체가 제어 덕트 (24) 를 통하여 잠금 밸브 (17) 의 스핀들 (19) 의 압력 표면 (25) 으로 도입되면, 스핀들 (19) 은 잠금 밸브 (17) 가 유압 유체 챔버 (12) 로부터 외부로의 유체 연통을 폐쇄하는 위치로 이동된다. 잠금 밸브 (17) 가 폐쇄 위치를 향하여 이동되고, 그리고 유압 유체 챔버 (12) 로부터 유출을 방지할 때, 상기 잠금 밸브는 유압 덕트 (14) 에서 유체를 압축한다. 따라서, 잠금 밸브 (17) 의 운동은 유압 유체 챔버 (12) 에서 압력을 증가시킨다. 이것은 흡기 밸브들 (1) 이 밀착 폐쇄된 채로 유지되는 것을 보장한다. 구동 피스톤 (7) 이 가압 챔버 (9) 의 입력부 단부로부터 이격 이동되면, 제어 홈 (20) 과 유입 덕트 (22) 간의 유체 연통은 차단된다. 대신, 제어 홈 (20) 은 배출 덕트 (23) 에 연결된다. 제어 홈 (20) 은 배출 덕트 (23) 에 제어 덕트 (24) 를 연결하고, 이는 잠금 밸브 (17) 의 스핀들 (19) 이 스프링 (18) 의 힘에 의해서 개방 위치로 이동되게 한다. 따라서, 유압 유체 챔버 (12) 로부터의 유출이 허용되고, 그리고 흡기 밸브 (1) 는 개방될 수 있다.
도 3 에는 본 발명의 제 2 실시형태가 도시된다. 이 실시형태의 작동 원리는 도 1 및 도 2 의 실시형태에서와 동일하다. 잠금 피스톤이 흡기 밸브 (1) 를 개방하는데 사용되는 피동 피스톤 (1C) 과 일체되지 않지만 각각의 흡기 밸브 (1) 는 별개의 잠금 피스톤 (26) 이 제공된 점에서 제 2 실시형태는 제 1 실시형태와 상이하다. 잠금 피스톤 (26) 은 밸브 로테이터 (27) 아래로 밸브 스템 (3) 주위에 배열된다. 흡기 밸브 (1) 를 잠금하는데 사용되는 유압 유체 챔버 (12) 는 밸브 가이드 (8) 내부에 배열된다. 유압 덕트 (14) 는 유압 유체 챔버 (12) 내로 유압 유체를 도입하기 위하여 실린더 헤드 (9) 및 밸브 가이드 (8) 내부에 부분적으로 배열된다.
도 4 의 실시형태에서, 잠금 피스톤들 (26) 은 도 3 의 실시형태에서와 동일한 방식으로 흡기 밸브들 (1) 의 밸브 스템들 (3) 주위에 배열된다. 또한, 잠금 밸브 (17) 는 도 1 내지 도 3 의 실시형태들에서와 동일한 위치에 위치된다. 하지만, 잠금 밸브 (17) 는 다른 방식으로 제어된다. 구동 피스톤 (7) 은 이전 도면들의 실시형태들에서와 동일한 종류의 제어 홈 (20) 이 제공된다. 구동 피스톤 (7) 이 가압 챔버 (9) 의 입력부 단부에 있으면, 유압은 유입 덕트 (22) 및 제어 덕트 (24) 를 통하여 잠금 밸브 (17) 의 스핀들 (19) 의 압력 표면 (25) 에 적용되고, 그리고 스핀들 (19) 은 폐쇄 위치로 이동된다. 도 4 의 실시형태에서, 상이한 유압 밸브 (11) 는 흡기 밸브들 (1) 의 개방 및 폐쇄를 제어하는데 사용된다. 유압 밸브 (11) 는 또한 잠금 밸브 (17) 의 개방을 제어하는데 사용된다. 배출 덕트 (23) 는 제어 덕트 (24) 에 연결된다. 유압 밸브 (11) 는 추가의 포트가 제공되고, 배출 덕트 (23) 는 상기 포트에 연결된다. 유압 밸브 (11) 는 2개의 위치들을 갖는다. 유압 밸브 (11) 의 제 1 위치에서, 유입 덕트 (15) 로부터 가압 챔버 (9) 의 입력부 (9A) 로의 유동은 허용되고, 그리고 입력부 (9A) 로부터 유출 덕트 (21) 로의 유동은 방지된다. 유압 밸브 (11) 의 제 2 위치에서, 유입 덕트 (15) 로부터 가압 챔버 (9) 의 입력부 (9A) 로의 유동은 방지되고, 그리고 입력부 (9A) 로부터 유출 덕트 (21) 로의 유동은 허용된다. 유압 밸브 (11) 가 제 2 위치에 있으면, 도 4 에 도시된 바와 같이, 배출 덕트 (23) 로부터 유압 밸브 (11) 의 추가의 포트를 통한 유동이 방지된다. 유압 밸브의 제 1 위치에서, 배출 덕트 (23) 로부터 유압 밸브 (11) 의 추가의 포트를 통한 유동이 허용된다. 따라서, 흡기 밸브들 (1) 이 유압 밸브 (11) 를 제 1 위치로 이동시킴으로써 개방되면, 잠금 밸브 (17) 는 자동으로 개방되고, 그리고 유압 유체는 유압 유체 챔버 (12) 로부터 방출된다. 유압 밸브 (11) 가 제 2 위치로 전환되고, 그리고 구동 피스톤 (7) 이 가압 챔버 (9) 의 입력부 단부로 복귀되면, 잠금 밸브 (17) 는 자동으로 폐쇄되고, 그리고 흡기 밸브들 (1) 은 잠금된다.
도 5 는 본 발명의 제 4 실시형태를 도시한다. 이 실시형태는 도 4 의 실시형태와 유사하지만, 잠금 밸브 (17) 는 다른 방식으로 제어된다. 가스 교환 밸브 배열체는 별개의 제어 밸브 (29) 가 제공되고, 상기 제어 밸브는 잠금 밸브 (17) 의 스핀들 (19) 의 압력 표면 (25) 으로의 유압 유체의 유동을 제어한다. 제어 밸브 (29) 는 제 1 위치와 제 2 위치를 갖고, 상기 제 1 위치에서 유압 유체는 유압 유체의 소스로부터 제어 덕트 (24) 를 통하여 잠금 밸브 (17) 의 스핀들 (19) 의 압력 표면 (25) 으로 도입되고, 그리고 상기 제 2 위치에서 상기 유압 유체는 제어 덕트 (24) 를 통하여 방출되어 잠금 밸브 (17) 는 개방 위치로 이동될 수 있다. 상기 도면의 실시형태에서, 제어 밸브 (29) 는 전기식으로 제어되지만 또한 공압식 또는 유압식으로 제어될 수 있다.
도 6 의 실시형태에서, 잠금 피스톤 (26) 은 도 4 및 도 5 에서와 동일한 방식으로 밸브 로테이터 (27) 아래로 밸브 스템 (3) 주위에 배열된다. 도 5 에서, 흡기 밸브들 (1) 은 캠 작동식이다. 하지만, 밸브 개방 시스템은 완전히 기계식이 아니지만 캠 (28) 은 구동 피스톤 (7) 을 작동시키도록 배열되고, 상기 구동 피스톤은 가압 챔버 (9) 에서 유압 유체를 가압하고, 상기 가압 챔버는 전술한 도면들의 실시형태들에서와 동일한 방식으로 2개의 출력부들 (9B, 9B') 로 나눠진다. 각각의 흡기 밸브 (1) 는 피동 피스톤 (1C) 이 제공되고, 상기 피동 피스톤은 흡기 밸브 (1) 를 개방하기 위하여 밸브 스템 (3) 주위에 배열된다. 잠금 밸브 (17) 는 도 6 의 실시형태에서 전기 제어식 밸브이다. 잠금 밸브 (17) 는 제 1 위치를 갖고, 상기 제 1 위치에서 잠금 밸브 (17) 는 유압 유체 챔버 내로 유압 유체를 도입하기 위하여 유압 유체 챔버 (12) 를 유압 유체의 소스에 연결한다. 잠금 밸브 (17) 의 제 2 위치에서, 유압 유체는 유압 유체 챔버 (12) 로부터 방출된다. 잠금 밸브 (17) 는 또한 유압식으로 또는 공압식으로 제어될 수 있다.
도 7 은 본 발명의 제 6 실시형태에 따른 가스 교환 밸브 배열체를 도시한다. 이 실시형태에서, 흡기 밸브들 (1) 은 도 6 의 실시형태에서와 동일한 방식으로 캠 작동식이다. 유압 유체 챔버 (12) 로부터의 유출은 캠 종동자 (30) 에 의해서 제어되고, 상기 캠 종동자는 캠 (28) 과 맞물린다. 캠 (28) 은 베이스 서클 (28A), 로브 (28B) 및 상기 베이스 서클 (28A) 아래에 배열된 부분 (28C) 이 제공된다. 베이스 서클 (28A) 아래의 부분 (28C) 은 캠 (28) 의 회전 방향으로 로브 (28B) 를 따른다. 캠 종동자 (30) 는 제어 홈 (31) 이 제공되고, 상기 제어 홈은 캠 종동자 (30) 의 외부 표면을 둘러싼다. 캠 종동자 (30) 가 캠 (28) 의 로브 (28B) 상에 있으면, 제어 홈 (31) 은 유압 유체 챔버 (12) 로부터의 유출을 허용하기 위하여 유출구 (32) 와 유압 덕트 (14) 를 연결한다. 캠 종동자 (30) 가 베이스 서클 (28A) 아래의 부분 (28C) 으로 진입하면, 제어 홈 (31) 은 유압 유체 챔버 (12) 의 충전을 허용하기 위하여 유압 유체의 소스와 유압 덕트 (14) 를 연결한다. 캠 종동자 (30) 가 캠 (28) 의 베이스 서클 (28A) 과 맞물리면, 유압 덕트에서의 유동은 방지된다. 따라서, 흡기 밸브 (1) 는 그의 폐쇄 위치로 잠금된다. 캠 종동자 (30) 대신에, 제어 기능부들은 캠 (28) 과 흡기 밸브들 (1) 사이의 힘 전달 수단의 약간의 다른 부분에 배열될 수 있다. 예를 들면, 캠 종동자 (30) 와 구동 피스톤 (7) 사이의 푸시 로드 (28) 는 유압 유체 챔버 (12) 로부터의 유출을 제어하기 위하여 제어 홈 또는 유사한 수단이 제공될 수 있다.
도 8 의 실시형태는 도 7 의 실시형태와 유사하다. 또한, 이 실시형태에서, 흡기 밸브들 (1) 의 잠금은 캠 종동자 (30) 에 의해서 제어된다. 하지만, 제어 홈 (31) 은 유압 유체 챔버 (12) 의 내부로, 그리고 유압 유체 챔버 (12) 의 외부로의 유동을 직접 제어하지는 않지만 제어 홈 (31) 은 잠금 밸브 (17) 의 작동을 제어하도록 배열된다. 잠금 밸브 (17) 는 도 1 내지 도 6 의 실시형태들에서와 유사한 구성을 갖는다. 캠 종동자 (30) 가 캠 (28) 의 베이스 서클 (28A) 아래의 부분 (28C) 상에 있으면, 제어 덕트 (24) 를 통한 잠금 밸브 (17) 로의 유동은 허용되고, 그리고 잠금 밸브 (17) 의 스핀들 (19) 은 폐쇄 위치로 이동되고, 상기 폐쇄 위치에서 유압 덕트 (14) 를 통한 유압 유체 챔버 (12) 로부터의 유출은 방지된다. 캠 종동자 (30) 가 캠 (28) 의 베이스 서클 (28A) 상에 있으면, 제어 덕트 (24) 에서의 유동은 방지되고, 그리고 잠금 밸브 (17) 는 폐쇄된 채로 유지된다. 캠 종동자 (30) 가 캠의 로브 (28B) 와 맞물리면, 유압 유체는 잠금 밸브 (17) 로부터 방출되고, 그리고 잠금 밸브 (17) 는 개방된다. 또한, 흡기 밸브들 (1) 의 잠금은 이와 같이 방출된다.
도 9 의 가스 교환 밸브 배열체의 구성은 도 1 내지 도 5 의 실시형태들과 유사하다. 상기 배열체는 잠금 밸브 (17) 가 제공되고, 상기 잠금 밸브는 유압 액츄에이터 (35) 에 배열된다. 상기 배열체는 별개의 잠금 피스톤들 (26) 을 포함하고, 상기 잠금 피스톤들은 도 3 내지 도 5 의 실시형태들에서와 동일한 방식으로 밸브 스템들 (3) 주위로 배열된다. 상기 배열체는 잠금 밸브 (17) 의 작동을 제어하기 위하여 제어 밸브 (34) 가 추가로 제공된다. 제어 밸브 (34) 는 제 1 위치를 갖고, 상기 제 1 위치에서 잠금 밸브 (17) 의 스핀들 (19) 의 압력 표면 (25) 으로의 제어 덕트 (24) 에서의 유압 유체의 유동은 허용된다. 유압 유체는 유압 밸브 (11) 의 상류측으로부터 유압 액츄에이터 (35) 의 유입 덕트 (15) 로부터 잠금 밸브 (17) 로 도입된다. 제 2 위치에서, 스핀들 (19) 의 압력 표면 (25) 으로의 유동은 방지된다. 제어 밸브 (34) 는 스핀들 (37) 을 포함하고, 상기 스핀들은 스프링 (36) 에 의해서 제 1 위치로 유지된다. 제어 밸브 (34) 는 유압 액츄에이터 (35) 에 배열되어 유압 밸브 (11) 가 가압 챔버 (9) 의 입력부 (9A) 로의 유동이 허용되는 위치로 전환되면 유압 밸브 (11) 의 하류측에 대한 압력은 제어 밸브 (34) 의 스핀들 (37) 을 스프링 (36) 의 힘에 대향하여 제 2 위치로 푸싱할 수 있다. 따라서, 유압 유체는 제어 덕트 (24) 로부터 배출되어 잠금 밸브 (17) 의 개방을 허용하고, 그리고 흡기 밸브들 (1) 의 잠금은 해제된다. 따라서, 제어 밸브 (34) 는 자동으로 작동한다.
본 발명이 전술한 실시형태들로 한정되지 않고 첨부된 청구범위의 범위 내에서 변경될 수 있다는 것은 이 분야의 당업자에게 인식될 것이다. 예를 들면, 가스 교환 밸브들은 또한 어떠한 유압 구성요소들이 없이 캠 작동될 수 있다. 따라서, 가스 교환 밸브들의 작동 메카니즘은 로커 아암들 및 푸시 로드들이 제공될 수 있다. 헬리컬 스프링들 대신에, 예를 들면 공압식 스프링들이 가스 교환 밸브들을 폐쇄하는데 사용될 수 있다. 또한, 상이한 실시형태들로부터의 특징들은 조합될 수 있다. 예를 들면, 잠금 피스톤의 상이한 위치들은 유압 유체 챔버로부터의 유출을 제어하는 임의의 방법과 조합하여 사용될 수 있다.

Claims (19)

  1. 피스톤 엔진용 가스 교환 밸브 배열체로서,
    - 가스 교환 밸브 (1),
    - 상기 가스 교환 밸브 (1) 를 폐쇄하기 위하여 상기 가스 교환 밸브 (1) 에 힘을 가하는 헬리컬 스프링 (4),
    - 상기 가스 교환 밸브 (1) 를 유압식으로 개방하기 위하여 상기 가스 교환 밸브 (1) 에 부착된 피동 피스톤 (1C),
    - 유압 유체 챔버 (12),
    - 상기 유압 유체 챔버 (12) 를 한정하는 피스톤 표면 (5A, 26A) 이 제공된 잠금 피스톤 (1C, 26) 으로서, 상기 잠금 피스톤 (1C, 26) 은 상기 가스 교환 밸브 (1) 의 개방 운동이 상기 잠금 피스톤 (1C, 26) 으로부터 상기 유압 유체 챔버 (12) 를 향하는 방향으로 상기 잠금 피스톤 (1C, 26) 을 이동시키도록 상기 가스 교환 밸브 (1) 에 기계식으로 연결되는, 상기 잠금 피스톤 (1C, 26),
    - 상기 유압 유체 챔버 (12) 내로 유압 유체를 도입하기 위한 수단 (14), 및
    - 상기 가스 교환 밸브 (1) 의 의도치 않은 개방을 방지하기 위하여 상기 가스 교환 밸브 (1) 가 폐쇄될 때 상기 유압 유체 챔버 (12) 로부터의 유출을 방지하기 위한 수단 (17, 30) 을 포함하고,
    상기 잠금 피스톤 (1C, 26) 은 상기 가스 교환 밸브 (1) 에 직접 부착되는 것을 특징으로 하는, 가스 교환 밸브 배열체.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 잠금 피스톤 (1C, 26) 의 상기 피스톤 표면 (5A, 26A) 은 상기 가스 교환 밸브 (1) 의 개방 방향을 향하는 것을 특징으로 하는, 가스 교환 밸브 배열체.
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 잠금 피스톤 (1C, 26) 은 상기 가스 교환 밸브 (1) 에 고정 부착되는 것을 특징으로 하는, 가스 교환 밸브 배열체.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 잠금 피스톤 (1C, 26) 은 상기 가스 교환 밸브 (1) 의 밸브 스템 (3) 주위에 배열되는 것을 특징으로 하는, 가스 교환 밸브 배열체.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 잠금 피스톤 (1C, 26) 은 상기 가스 교환 밸브 (1) 의 밸브 스템 (3) 의 단부에 연결되는 것을 특징으로 하는, 가스 교환 밸브 배열체.
  7. 제 1 항, 제 2 항 및 제 4 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 유압 유체 챔버 (12) 로부터의 유출을 방지하기 위한 수단은 잠금 밸브 (17) 를 포함하고, 상기 잠금 밸브 (17) 는 상기 유압 유체 챔버 (12) 에 연결된 유압 덕트 (14) 에서 유동을 선택적으로 방지하고 허용하도록 배열되는 것을 특징으로 하는, 가스 교환 밸브 배열체.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 잠금 밸브 (17) 는 전기식 또는 공압식으로 제어되는 것을 특징으로 하는, 가스 교환 밸브 배열체.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 잠금 밸브 (17) 는 유압식으로 제어되는 것을 특징으로 하는, 가스 교환 밸브 배열체.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 잠금 밸브 (17) 는 상기 잠금 밸브 (17) 가 폐쇄 위치를 향하여 이동될 때 상기 유압 유체 챔버 (12) 에서 압력을 증가시키도록 구성되는 것을 특징으로 하는, 가스 교환 밸브 배열체.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 잠금 밸브 (17) 는 상기 잠금 밸브 (17) 가 폐쇄 위치를 향하여 이동될 때 상기 유압 덕트 (14) 에서 유체를 압축하도록 구성되는 것을 특징으로 하는, 가스 교환 밸브 배열체.
  12. 피스톤 엔진용 가스 교환 밸브 배열체로서,
    - 가스 교환 밸브 (1),
    - 상기 가스 교환 밸브 (1) 를 폐쇄하기 위하여 상기 가스 교환 밸브 (1) 에 힘을 가하는 헬리컬 스프링 (4),
    - 상기 가스 교환 밸브 (1) 를 유압식으로 개방하기 위하여 상기 가스 교환 밸브 (1) 에 부착된 피동 피스톤 (1C),
    - 유압 유체 챔버 (12),
    - 상기 유압 유체 챔버 (12) 를 한정하는 피스톤 표면 (5A, 26A) 이 제공된 잠금 피스톤 (1C, 26) 으로서, 상기 잠금 피스톤 (1C, 26) 은 상기 가스 교환 밸브 (1) 의 개방 운동이 상기 잠금 피스톤 (1C, 26) 으로부터 상기 유압 유체 챔버 (12) 를 향하는 방향으로 상기 잠금 피스톤 (1C, 26) 을 이동시키도록 상기 가스 교환 밸브 (1) 에 기계식으로 연결되는, 상기 잠금 피스톤 (1C, 26),
    - 상기 유압 유체 챔버 (12) 내로 유압 유체를 도입하기 위한 수단 (14), 및
    - 상기 가스 교환 밸브 (1) 의 의도치 않은 개방을 방지하기 위하여 상기 가스 교환 밸브 (1) 가 폐쇄될 때 상기 유압 유체 챔버 (12) 로부터의 유출을 방지하기 위한 수단 (17, 30) 을 포함하고,
    상기 유압 유체 챔버 (12) 로부터의 유출을 방지하기 위한 수단은 잠금 밸브 (17) 를 포함하고, 상기 잠금 밸브 (17) 는 상기 유압 유체 챔버 (12) 에 연결된 유압 덕트 (14) 에서 유동을 선택적으로 방지하고 허용하도록 배열되고,
    상기 잠금 밸브 (17) 는 유압식으로 제어되고,
    상기 가스 교환 밸브 배열체는 상기 가스 교환 밸브 (1) 를 유압식으로 개방하기 위하여 유압 유체를 가압하기 위한 구동 피스톤 (7) 을 포함하고, 그리고
    상기 구동 피스톤 (7) 은 상기 잠금 밸브 (17) 의 폐쇄를 제어하기 위하여 상기 잠금 밸브 (17) 로의 유압 유체의 유동을 제어하도록 구성되는 것을 특징으로 하는, 가스 교환 밸브 배열체.
  13. 피스톤 엔진용 가스 교환 밸브 배열체로서,
    - 가스 교환 밸브 (1),
    - 상기 가스 교환 밸브 (1) 를 폐쇄하기 위하여 상기 가스 교환 밸브 (1) 에 힘을 가하는 헬리컬 스프링 (4),
    - 상기 가스 교환 밸브 (1) 를 유압식으로 개방하기 위하여 상기 가스 교환 밸브 (1) 에 부착된 피동 피스톤 (1C),
    - 유압 유체 챔버 (12),
    - 상기 유압 유체 챔버 (12) 를 한정하는 피스톤 표면 (5A, 26A) 이 제공된 잠금 피스톤 (1C, 26) 으로서, 상기 잠금 피스톤 (1C, 26) 은 상기 가스 교환 밸브 (1) 의 개방 운동이 상기 잠금 피스톤 (1C, 26) 으로부터 상기 유압 유체 챔버 (12) 를 향하는 방향으로 상기 잠금 피스톤 (1C, 26) 을 이동시키도록 상기 가스 교환 밸브 (1) 에 기계식으로 연결되는, 상기 잠금 피스톤 (1C, 26),
    - 상기 유압 유체 챔버 (12) 내로 유압 유체를 도입하기 위한 수단 (14), 및
    - 상기 가스 교환 밸브 (1) 의 의도치 않은 개방을 방지하기 위하여 상기 가스 교환 밸브 (1) 가 폐쇄될 때 상기 유압 유체 챔버 (12) 로부터의 유출을 방지하기 위한 수단 (17, 30) 을 포함하고,
    상기 유압 유체 챔버 (12) 로부터의 유출을 방지하기 위한 수단은 잠금 밸브 (17) 를 포함하고, 상기 잠금 밸브 (17) 는 상기 유압 유체 챔버 (12) 에 연결된 유압 덕트 (14) 에서 유동을 선택적으로 방지하고 허용하도록 배열되고,
    상기 잠금 밸브 (17) 는 유압식으로 제어되고,
    상기 가스 교환 밸브 배열체는 상기 가스 교환 밸브 (1) 를 유압식으로 개방하기 위하여 유압 유체를 가압하기 위한 구동 피스톤 (7) 을 포함하고, 그리고
    상기 구동 피스톤 (7) 은 상기 잠금 밸브 (17) 의 개방를 제어하기 위하여 상기 잠금 밸브 (17) 로부터의 유압 유체의 유동을 제어하도록 구성되는 것을 특징으로 하는, 가스 교환 밸브 배열체.
  14. 제 12 항에 있어서,
    상기 가스 교환 밸브 배열체는 유압 밸브 (11, 34) 를 포함하고, 상기 유압 밸브 (11, 34) 는 상기 잠금 밸브 (17) 의 개방을 제어하기 위하여 상기 잠금 밸브 (17) 로부터의 유압 유체의 유동을 제어하는 것을 특징으로 하는, 가스 교환 밸브 배열체.
  15. 피스톤 엔진용 가스 교환 밸브 배열체로서,
    - 가스 교환 밸브 (1),
    - 상기 가스 교환 밸브 (1) 를 폐쇄하기 위하여 상기 가스 교환 밸브 (1) 에 힘을 가하는 헬리컬 스프링 (4),
    - 상기 가스 교환 밸브 (1) 를 유압식으로 개방하기 위하여 상기 가스 교환 밸브 (1) 에 부착된 피동 피스톤 (1C),
    - 유압 유체 챔버 (12),
    - 상기 유압 유체 챔버 (12) 를 한정하는 피스톤 표면 (5A, 26A) 이 제공된 잠금 피스톤 (1C, 26) 으로서, 상기 잠금 피스톤 (1C, 26) 은 상기 가스 교환 밸브 (1) 의 개방 운동이 상기 잠금 피스톤 (1C, 26) 으로부터 상기 유압 유체 챔버 (12) 를 향하는 방향으로 상기 잠금 피스톤 (1C, 26) 을 이동시키도록 상기 가스 교환 밸브 (1) 에 기계식으로 연결되는, 상기 잠금 피스톤 (1C, 26),
    - 상기 유압 유체 챔버 (12) 내로 유압 유체를 도입하기 위한 수단 (14), 및
    - 상기 가스 교환 밸브 (1) 의 의도치 않은 개방을 방지하기 위하여 상기 가스 교환 밸브 (1) 가 폐쇄될 때 상기 유압 유체 챔버 (12) 로부터의 유출을 방지하기 위한 수단 (17, 30) 을 포함하고,
    상기 유압 유체 챔버 (12) 로부터의 유출을 방지하기 위한 수단은 잠금 밸브 (17) 를 포함하고, 상기 잠금 밸브 (17) 는 상기 유압 유체 챔버 (12) 에 연결된 유압 덕트 (14) 에서 유동을 선택적으로 방지하고 허용하도록 배열되고,
    상기 잠금 밸브 (17) 는 유압식으로 제어되고,
    상기 가스 교환 밸브 배열체는 상기 잠금 밸브 (17) 의 개방 및 폐쇄를 제어하기 위하여 상기 잠금 밸브 (17) 로부터의, 그리고 상기 잠금 밸브 (17) 로의 유압 유체의 유동을 제어하기 위한 제어 밸브 (29) 를 포함하는 것을 특징으로 하는, 가스 교환 밸브 배열체.
  16. 피스톤 엔진용 가스 교환 밸브 배열체로서,
    - 가스 교환 밸브 (1),
    - 상기 가스 교환 밸브 (1) 를 폐쇄하기 위하여 상기 가스 교환 밸브 (1) 에 힘을 가하는 헬리컬 스프링 (4),
    - 상기 가스 교환 밸브 (1) 를 유압식으로 개방하기 위하여 상기 가스 교환 밸브 (1) 에 부착된 피동 피스톤 (1C),
    - 유압 유체 챔버 (12),
    - 상기 유압 유체 챔버 (12) 를 한정하는 피스톤 표면 (5A, 26A) 이 제공된 잠금 피스톤 (1C, 26) 으로서, 상기 잠금 피스톤 (1C, 26) 은 상기 가스 교환 밸브 (1) 의 개방 운동이 상기 잠금 피스톤 (1C, 26) 으로부터 상기 유압 유체 챔버 (12) 를 향하는 방향으로 상기 잠금 피스톤 (1C, 26) 을 이동시키도록 상기 가스 교환 밸브 (1) 에 기계식으로 연결되는, 상기 잠금 피스톤 (1C, 26),
    - 상기 유압 유체 챔버 (12) 내로 유압 유체를 도입하기 위한 수단 (14), 및
    - 상기 가스 교환 밸브 (1) 의 의도치 않은 개방을 방지하기 위하여 상기 가스 교환 밸브 (1) 가 폐쇄될 때 상기 유압 유체 챔버 (12) 로부터의 유출을 방지하기 위한 수단 (17, 30) 을 포함하고,
    상기 가스 교환 밸브 (1) 는 캠 (28) 에 의해서 작동되고, 그리고 캠 종동자 (30) 는 상기 유압 유체 챔버 (12) 로부터의 유출을 방지하기 위한 수단으로서 작동하도록 구성되는 것을 특징으로 하는, 가스 교환 밸브 배열체.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 캠 (28) 은 베이스 서클 (28A), 로브 (28B) 및 상기 베이스 서클 (28A) 아래의 부분 (28C) 을 포함하고, 그리고
    상기 캠 종동자 (30) 는, 상기 캠 종동자 (30) 가 상기 베이스 서클 (28A) 아래의 상기 부분 (28C) 상에 있으면 상기 유압 유체 챔버 (12) 내로의 유동을 허용하고, 상기 캠 종동자 (30) 가 상기 로브 (28B) 상에 있으면 상기 유압 유체 챔버 (12) 로부터의 유출을 허용하고, 그리고 상기 캠 종동자 (30) 가 상기 캠 (28) 의 상기 베이스 서클 (28A) 상에 있으면 상기 유압 유체 챔버 (12) 의 내부로, 그리고 상기 유압 유체 챔버 (12) 의 외부로의 유동을 방지하도록 구성되는 것을 특징으로 하는, 가스 교환 밸브 배열체.
  18. 피스톤 엔진용 가스 교환 밸브 배열체로서,
    - 가스 교환 밸브 (1),
    - 상기 가스 교환 밸브 (1) 를 폐쇄하기 위하여 상기 가스 교환 밸브 (1) 에 힘을 가하는 헬리컬 스프링 (4),
    - 상기 가스 교환 밸브 (1) 를 유압식으로 개방하기 위하여 상기 가스 교환 밸브 (1) 에 부착된 피동 피스톤 (1C),
    - 유압 유체 챔버 (12),
    - 상기 유압 유체 챔버 (12) 를 한정하는 피스톤 표면 (5A, 26A) 이 제공된 잠금 피스톤 (1C, 26) 으로서, 상기 잠금 피스톤 (1C, 26) 은 상기 가스 교환 밸브 (1) 의 개방 운동이 상기 잠금 피스톤 (1C, 26) 으로부터 상기 유압 유체 챔버 (12) 를 향하는 방향으로 상기 잠금 피스톤 (1C, 26) 을 이동시키도록 상기 가스 교환 밸브 (1) 에 기계식으로 연결되는, 상기 잠금 피스톤 (1C, 26),
    - 상기 유압 유체 챔버 (12) 내로 유압 유체를 도입하기 위한 수단 (14), 및
    - 상기 가스 교환 밸브 (1) 의 의도치 않은 개방을 방지하기 위하여 상기 가스 교환 밸브 (1) 가 폐쇄될 때 상기 유압 유체 챔버 (12) 로부터의 유출을 방지하기 위한 수단 (17, 30) 을 포함하고,
    상기 가스 교환 밸브는 캠 (28) 에 의해서 작동되고, 그리고 상기 유압 유체 챔버 (12) 로부터의 유출을 제어하는 캠 종동자 (30) 는 잠금 밸브 (17) 의 개방 및 폐쇄를 제어하도록 구성되는 것을 특징으로 하는, 가스 교환 밸브 배열체.
  19. 제 1 항, 제 2 항 및 제 4 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 가스 교환 밸브 배열체는 상기 가스 교환 밸브 (1) 를 유압식으로 개방하기 위하여 상기 가스 교환 밸브 (1) 에 부착되는 피동 피스톤 (1C) 을 포함하고, 그리고 상기 잠금 피스톤은 상기 피동 피스톤 (1C) 과 일체되는 것을 특징으로 하는, 가스 교환 밸브 배열체.
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